System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法及其在污水中的应用技术_技高网
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一种基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法及其在污水中的应用技术

技术编号:40001283 阅读:10 留言:0更新日期:2024-01-09 03:40
本发明专利技术公开了一种基于卟啉的阳离子型共轭微孔聚合物的制备方法及其在降解酚类污染物中的应用,属于吸附降解材料领域。本发明专利技术的多孔材料是以卟啉和吡啶类单体为反应单元,通过Sonogashira偶联反应制备一种新型的共轭微孔聚合物,再通过季铵化反应后修饰改性得到阳离子型的多孔材料,并命名为LDPOs;本发明专利技术的反应条件易控,环境友好,工艺简单,可操作性好,所得多孔材料具有较好的亲水性与热稳定性,能够高效降解双酚A、双酚S、双酚F和六氟双酚A等有机污染物,在污水处理中具有潜在的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及吸附与降解材料领域,具体涉及一种基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法及其应用于酚类有机污染物的快速降解。


技术介绍

1、在过去的几十年,随着全球范围内工业的快速发展,水污染已逐渐成为全球关注的问题。其中酚类有机物是各种制造业最广泛使用的工业原料之一,然而它们具有很强的致畸性和致癌性,若不慎排放到自然水体中,会对生态环境和人类生存发展造成严重危害。因此,开发一种具有优异去除性能且经济高效的方法对净化含酚废水具有极其重要的意义。

2、目前科研工作者们已经开发了许多技术用于酚类有机污染物的去除,例如沉降、反渗透、溶剂萃取、电解、生物降解、臭氧化、γ-射线分解、光芬顿、光催化、光电催化和化学催化,以及厌氧光催化与膜技术相结合等。在这些技术中,光催化作为一种绿色和可持续的技术,具有简单、可回收、重现性好、效率高、成本低等优势,在全球环境问题修复方面具有广阔的前景,因此受到国内外众多科研工作者的高度关注,其已开展了许多相关的研究。尽管有机污染物的光催化降解已被证明具有显着的效果,但其在工业层面的应用仍面临着一些缺陷,例如活性位点较少、亲水性较差等,这些缺陷限制了其降解性能。为了更好的解决现有的问题,进一步提高共轭微孔聚合物的吸附降解能力,我们对其结构进行了合理的设计,通过季铵化反应引入亲水基团,进一步提升多孔材料与酚类污染物之间的作用力,从而显著提升其吸附与催化性能。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于开发一种新型的用于降解有机污染物的共轭微孔有机聚合物材料,改善废水处理状况,满足废水处理的需求。

2、为实现本专利技术的目的,提供一下技术方案:

3、一种基于卟啉微孔有机聚合物的制备方法,包括以下步骤:

4、步骤一:将基于卟啉的母体单元和基于吡啶的连接单元分散至第一溶剂和第二溶剂中,加入催化剂,通过sonogashira偶联反应,在60~160℃下反应120~180小时;

5、步骤二:上述步骤一反应结束后随即抽滤,滤饼用第三溶剂洗涤后抽滤,并反复洗涤抽滤,滤饼真空干燥,得到基于卟啉的新型共轭微孔聚合物;

6、步骤三:将步骤二所得共轭微孔聚合物加入反应容器中,与卤代烃充分混合,通过季铵化反应得到目标产物,即阳离子型多孔材料。

7、优选的,所述母体单元选自以下结构式1、2和3中的至少一种:

8、

9、优选的,所述母体单元具体为:

10、

11、所述连接单元选自以下结构式4、5和6中的一种:

12、

13、优选的,所述连接单元为:

14、

15、所述卤代烃选自以下结构式7、8和9中的一种:

16、

17、优选的,所述卤代烃为:

18、

19、优选的,所述步骤一中第一溶剂为二氯甲烷、n,n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二异丙胺、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、三氯甲烷或二甲基亚砜中的一种或几种,优选n,n-二甲基甲酰胺。

20、优选的,所述步骤一中第二溶剂为二异丙胺、三乙胺、二乙胺或乙二胺中的一种或几种,优选二异丙胺。

21、优选的,所述步骤一中催化剂为cui、ki、agi或nai中的一种或几种,优选cui。

22、优选的,所述步骤一中加入催化剂后温度控制为:60~160℃,优选温度为150℃。

23、优选的,所述步骤一中加热反应时间控制为:12~96h,优选时间为72h。

24、优选的,所述步骤二中第三溶剂为二氯甲烷、n,n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、甲醇、1,4-二氧六环、三氯甲烷或二甲基亚砜中的一种或几种,优选甲醇。

25、优选的,本专利技术的所述基于卟啉共轭微孔聚合物还可应用于污水处理中,具体地,所述基于卟啉共轭微孔聚合物作为催化剂,用于降解污水中的有机物污染物;所述有机污染物为bpa、bps、bpf和bpaf中的一种或多种,优选bps。

26、优选的,所述基于卟啉共轭微孔聚合物在搅拌、超声、震荡和氙灯照射的条件下对有机污染物进行降解。

27、优选的,所述基于卟啉共轭微孔聚合物可在10min内降解bpa、bps和bpf。

28、本专利技术提供了一种基于卟啉微孔有机聚合物降解污水中的有机物污染物,反应式为:

29、

30、有益效果:本专利技术开发的微孔有机聚合物合成方法简单、环境友好、热稳定性优良,亲水性良好,在有机污染物去除方面表现出高效的降解能力,在水处理领域具有良好的应用前景和巨大的应用价值。

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【技术保护点】

1.一种基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法,其特征在于,所述母体单元选自以下结构式1、2和3中的至少一种:

3.根据权利要求1所述基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法,其特征在于,所述连接单元选自以下结构式4、5和6中的一种:

4.根据权利要求1所述基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法,其特征在于,所述卤代烃选自以下结构式7、8和9中的一种:

5.根据权利要求1所述基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤一中第一溶剂为二氯甲烷、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二异丙胺、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、三氯甲烷或二甲基亚砜中的一种或几种;

6.根据权利要求1所述基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤一中催化剂为CuI、KI、AgI或NaI中的一种或几种;

7.一种根据权利要求1所述基于卟啉共轭微孔聚合物的应用,其特征在于,所述基于卟啉共轭微孔聚合物还能够应用于污水处理中,具体地,所述基于卟啉共轭微孔聚合物作为催化剂,用于降解污水中的有机污染物;

8.根据权利要求7所述基于卟啉共轭微孔聚合物的应用,其特征在于,所述基于卟啉共轭微孔聚合物在搅拌、超声、震荡和氙灯照射的条件下对有机污染物进行降解。

9.根据权利要求8所述基于卟啉共轭微孔聚合物的应用,其特征在于,所述基于卟啉共轭微孔聚合物可在10分钟内降解BPA、BPS或BPF。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法,其特征在于,所述母体单元选自以下结构式1、2和3中的至少一种:

3.根据权利要求1所述基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法,其特征在于,所述连接单元选自以下结构式4、5和6中的一种:

4.根据权利要求1所述基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法,其特征在于,所述卤代烃选自以下结构式7、8和9中的一种:

5.根据权利要求1所述基于卟啉共轭微孔聚合物的制备方法,其特征在于,所述步骤一中第一溶剂为二氯甲烷、n,n-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二异丙胺、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、三氯甲烷或二甲基亚砜中的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:顾培洋
申请(专利权)人:常州大学
类型:发明
国别省市:

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